CN1819365A - Usb应用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种USB应用装置，以一PCB电路板作为一连接头的PCB承载板，PCB承载板的顶表面可用来承载多个第一连接端子，而PCB承载板的底表面与连接头的外壳层之间则形成有一板底夹层，板底夹层内部可用来固设有至少一电子组件，通过这个可以选择缩减USB电子应用模块的长度，或是增加USB电子应用模块的工作效率和功能，同时在PCB承载板未设置有第一连接端子的部分顶表面上，设置至少一板顶数据传输线路，可有效提升USB应用装置的工作效率和功能。

Description

USB应用装置

技术领域

本发明涉及种USB应用装置，特别是涉及一种以一PCB电路板作为一连接头内部承载板的改良结构，不仅可缩减USB应用装置的长度，也可有效提升USB应用装置的工作效率和功能。

背景技术

USB(Universal Serial Bus)传输接口由于具有使用上的便捷性、扩充性和高传输速度等优点，因此被广泛应用于各种计算机外设装置、信息家电产品(IA)或3C消费性电子产品中，是现今人们工作和家庭生活中不可或缺的传输接口工具。

现有的USB装置端结构如图1及图2所示，具有USB连接头11(Series A Plug)的USB应用装置10，如MP3随身听或录音笔等储存记忆装置，其前端主要是为一USB连接头11，该USB接头11的外部构造为一金属外壳层113，以环设方式包围有一承载板111，该承载板111底表面紧贴于外壳层113的内部下表面，而承载板111的顶表面则与外壳层113的内部上表面之间自然形成有一可与另一USB连接座(SeriesA Receptacle)相连接的连接夹层115。

承载板111的顶表面设有多个连接端子13，分别是一VCC电源线路131、一GND电源线路137、一D+数据传输线路133及一D-数据传输线路135，其中D+数据传输线路133及D-数据传输线路135可用来进行数据传输，VCC电源线路131及GND电源线路137则可接受来自一USB主机或电源供应器的工作电流。

USB连接头11的后端连设有一长度为L1的USB电子应用模块15，该USB电子应用模块15以一外壳层155包围有一电路板157，并在电路板157的表面固设有一可用来储存数据的存储元件153及一控制电路151，该控制电路151的两端分别连接存储元件153及连接端子13，并作为两者之间数据传输或储存的控制装置。此外，还可设有一保护盖17，该保护盖17以外罩方式包围USB接头11，以达到保护该USB接头11的目的。

上述现有的USB应用装置10中，承载板111为实心树脂材料，而其唯一功能仅是用来承载及固定USB连接端子13，然而却因此占据了USB连接头11相当大的体积部分，相对也就形成了USB应用装置10的体积或长度难以缩减，因此就USB应用装置10的制作成本和携带方便性而言，均造成相当程度的浪费与不便。

现有的USB连接头11中，该承载板111的顶表面仅有一VCC电源线路131、一GND电源线路137、一D+传输线路133及一D-传输线路135，其数据传输线路明显不足，因此，其工作效率和功能也遭受到限制，无法胜任现今信息时代对于信息产品效率和功能的要求。

现有USB应用装置10的保护盖17，以外罩方式固定于USB连接头11的外表面，此种固设方式虽然可达到保护USB连接头11的目的，但同时也增加了USB应用装置10的整体体积。

同时现有USB连接头11与USB外壳层155以不同的材料所制成，因此在制造过程中，两者要先分别制作后再进行黏合，不但增加了制造上的繁琐，且在黏合过程中若有黏合效果不好的情形，将使得USB连接头11与USB外壳层155之间产生摇晃，长久使用下将造成USB应用装置10内部连接线路的毁坏。

发明内容

因此，本发明的目的在于针对上述USB连接头及USB应用装置的构造缺点，设计出一种新颖的USB应用装置，不但可有效缩小USB应用装置的长度，又可增加USB应用装置的工作效率和功能，同时连接头的外壳层及USB模块外壳层选择相同材料，以一体成型方式形成，以减化USB应用装置的制造流程及降低制造成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种USB应用装置，包括连接有一USB电子应用模块的连接头，其中，该连接头内包括一外壳层包围的承载板，该承载板的顶表面与该外壳层之间形成有一连接夹层，该承载板的顶表面设置有多个与该USB电子应用模块电连接的第一连接端子，该连接夹层与一相对应的USB连接座相互插接，USB连接座插接于该连接夹层内时，该第一连接端子与多个设置于该USB连接座内的第二连接端子电连接，该连接头内部的承载板底表面与外壳层之间形成有一板底夹层，该承载板的底表面上设置有至少一电子组件。

为了更好的实现上述目的，本发明还提供了一种USB应用装置，包括连接有一USB电子应用模块的连接头，其中，该连接头内包括有以一非金属外壳层包围的一承载板，该承载板的顶表面与该外壳层之间形成有一连接夹层，承载板的顶表面设置有多个与该USB电子应用模块电连接的第一连接端子，而该连接夹层与一相对应的USB连接座相互插接，当USB连接座插接于连接夹层内时，该第一连接端子与多个设置于该USB连接座内的第二连接端子电连接。

为了更好的实现上述目的，本发明还提供了一种USB应用装置，包括一内部设置有一承载板的连接头，该承载板的顶表面设置有多个第一连接端子，该第一连接端子包括一VCC电源线路、一GND电源线路、一第一数据传输线路及一第二数据传输线路，该承载板顶表面末端部分设置有至少一数据传输线路。

为了更好的实现上述目的，本发明还提供了一种USB应用装置，包括连接有一USB电子应用模块的连接头，其中，该连接头内包括有以一外壳层包围的一承载板，该承载板的顶表面与该外壳层之间形成有一连接夹层。

本发明的USB应用装置缩减了USB应用装置长度，增加了USB应用装置的工作效率和功能。同时通过单一连接头内增加设置有其它数据传输线路，提高了USB应用装置的信号传输频宽及传输速度，其保护塞可以直接***承载板顶表面及外壳层所预留的连接夹层内，不仅可达到保护连接头之目的，也可有效缩小USB应用装置的整体体积。最后连接头的外壳层及USB模块外壳层选择相同材料，并以一体成型方式形成，减化了USB应用装置的制造流程及降低制造成本。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是现有USB应用装置的立体示意图；

图2是现有USB应用装置的构造剖视图；

图3是本发明USB应用装置一实施例的立体示意图；

图3A是本发明如图3所示实施例的局部构造剖视图；

图4是本发明USB应用装置一实施例的仰视构造截面图；

图5是本发明USB应用装置一实施例的立体示意图；

图6是本发明USB应用装置一实施例的立体示意图；

图6A是本发明图6所示实施例的局部构造剖视图；

图7是本发明USB应用装置一实施例的立体示意图；及

图8是本发明USB应用装置一实施例的立体示意图。

其中，附图标记：

10  USB应用装置          11  USB连接头

111 承载板               113 外壳层

115 连接夹层             13  连接端子

131 VCC电源线路          133 D+数据传输线路

135 D-数据传输线路       137 GND电源线路

15  USB电子应用模块      151 控制电路

153 存储元件             155 外壳层

157 电路板               17  保护盖

20  USB应用装置          200 USB应用装置

21  连接头               211 PCB承载板

213 外壳层               215 连接夹层

217 板底夹层             218 支撑构造

219 前端保护层           23  第一连接端子

231 VCC电源线路          233 第一数据传输线路

235 第二数据传输线路     237 GND电源线路

24  电子组件             25  USB电子应用模块

251 控制电路             253 记忆装置

255 模块外壳层           257 应用电路板

27  保护塞               271 外露端

273 ***端               275 固定装置

32  底部数据传输线路     320 底部空隙

321 第五数据传输线路     322 第三数据传输线路

323 第四数据传输线路     324 第六数据传输线路

325 第七数据传输线路     326 第八数据传输线路

327 第九数据传输线路     40  USB应用模块

41  连接头               411 PCB承载板

413 外壳层               417 板底夹层

43  第一连接端子         431 VCC电源线路

432 底部数据传输线路     433 第一数据传输线路

435 第二数据传输线路     437 GND电源线路

45  USB电子应用模块    49 板底数据传输线路

50  USB应用装置        51 连接头

513 外壳层             55 USB电子应用模块

555 模块外壳层         60 USB应用装置

600 USB外壳层          61 连接头

613 外壳层             65 USB电子应用模块

655 模块外壳层

具体实施方式

如图3和图3A所示，本发明的USB应用装置20，如移动硬盘、Blue tooth、数码相机、MP3随身听、控制电路、GPS、录音笔、电视收视模块或无线网络卡模块等装置，其前端设有一连接头(Series A Plug)21，连接头21的后端连设有一USB电子应用模块25。其中，该连接头21的外壳层213内包围有一由PCB电路板所制成的PCB承载板211，在PCB承载板211顶表面与外壳层213之间可自然形成有一连接夹层215，该连接夹层215可与另一连接座(Series A receptacle)相互插接，而连接夹层215内的PCB 承载板211顶表面上，可承载多个与电子应用模块25电连接的第一连接端子23。当连接夹层215与相对应的USB连接座相互插接时，该第一连接端子23可与USB连接座内的第二连接端子(71；如图8所示)电连接。

在PCB承载板211底表面与外壳层213之间也自然形成有一板底夹层217，该板底夹层217内部可用来设置至少一电子组件24或一板底数据传输线路，该电子组件24可设计为另一组可增加工作效率和功能的工作组件；而板底数据传输线则可增加传输功能，通过这个来增加USB应用装置20的工作效率和功能。另外，该连接头21的外壳层213可选择塑料、塑钢或聚合物等非金属材料制成，并与电子应用模块25的模块外壳层255以一体成型的方式设置。而连接头21内部的PCB承载板211也可与电子应用模块25内部的应用电路板257以一体成型的方式形成。

配合连接头21的大小设有一保护塞27，该保护塞27以一外露端271横向连接一***端273，其中***端273的截面积比连接夹层215的截面积小，通过这个可将保护塞27的***端273直接***该连接夹层215内部，不但可保护连接头21，也可缩小USB应用装置20体积。同时，在***端273外表面可增加至少一固定装置275，该固定装置275可设计为一卡榫，使得保护塞27更牢固的固定于连接头21上。当欲取出保护塞27时，仅需按压该固定装置275后，再将保护塞27拔出即可。保护塞27的外露端271截面积比连接头21的外壳层213截面积大，以有利于保护塞27的抽取动作进行。

如图3和图4所示，USB应用装置200中的PCB承载板211底表面设置有一控制电路251，由于现有承载板111的厚度约为1.9mm至2mm，而电路板211的厚度一般约为0.3mm至0.7mm，且控制电路251的厚度约为1.2mm至0.65mm，因此该电路板211与控制电路251堆叠之后，其总厚度还是小于现有USB应用装置10的承载板111的厚度。因此，可将原本设于USB电子应用模块25内的部分电子组件或控制电路251置放于PCB承载板211底表面及外壳层213之间所自然形成的板底夹层217内部，并以该控制电路251作为第一连接端子23及USB电子应用模块25内的记忆装置253的连接接口，通过这个使得本发明USB电子应用模块25的长度L2缩减，比现有USB电子应用模块15的长度L1短，这样就可以缩减该USB应用装置20的长度。

上述的USB电子应用模块25中，一模块外壳层255包围一应用电路板257，其中，该应用电路板257与连接头21内部的PCB承载板211以一体成型的方式形成，如此可省却现有技术中分别制造两个不同的组件再进行黏合的步骤，可有效缩短制造所花费的时间，并降低制造成本。同时，若PCB承载板211及应用电路板257以一体成型方式设置时，不但可增强整体结构强度，也可提高组件间线路连接的稳定度，通过这个又可增加该USB应用装置200的耐用性。

如图4和图3A所示，上述连接头21内部的PCB承载板211的底表面与外壳层213之间所形成的板底夹层217内部，可增加设置有至少一支撑装置218，该支撑装置218可用来稳固该板底夹层217，并防止该板底夹层217受力变形。该板底夹层217与外界的交接面，设有一前端保护层219，该前端保护层219可用来保护该板底夹层217内部的电子组件24或控制电路251，同时也可有效强化板底夹层217架构。

在本发明另一实施例中，如图5所示，PCB承载板211的顶表面设置有多个第一连接端子23，该第一连接端子23可包括有一VCC电源线路231、一GND电源线路237、一第一数据传输线路233及一第二数据传输线路235。其中，第一数据传输线路233及第二数据传输线路235可被设计为一相对应的D+/D-差分对传输线路，增加USB抗噪声能力。同时，PCB承载板211顶表面其它部分位置也可增加设置一第三数据传输线路322、一第四数据传输线路323及一第五数据传输线路321。同时PCB承载板211上各数据传输线路233、235、321、322及323后端的底部空隙320上又增加设置有一底部数据传输线路32，该底部数据传输线路32可包括有一第六数据传输线路324、第七数据传输线路325、第八数据传输线路326或第九数据传输线路327等，其可与第一数据传输线路233、第二数据传输线路235、第三数据传输线路322、第四数据传输线路323及第五数据传输线路321共同组成为一signal 0(clock)、signal 1～signal 3、signal 5～signal 8的第三排信号传输线(clock+8-bit data bus)，通过这个可增加USB应用装置20的工作项目及工作效率和功能。

当然，第一数据传输线233及第二数据传输线235也可直接设计为一非D+/D-差分对规格的传输线路，以利数据的传输。

另外，如图6和图6A所示，本发明具有USB传输接口的USB应用装置包括有一连接头41，并在连接头41后端连接有一USB电子应用模块45，而本实施例中所展示的USB应用装置40为一USB连接线，该连接头41中，一外壳层413包围有一PCB承载板411，PCB承载板411顶表面可用来设置有多个第一连接端子43，该第一连接端子43包括有一VCC电源线路431、一GND电源线路437、一第一数据传输线路433及一第二数据传输线路435，并在PCB承载板411未端设有第一连接端子43的顶表面上，增加设置有至少一底部数据传输线路432。

该PCB承载板411底表面与外壳层413之间自然形成有一板底夹层417，其内可用来容纳一电子组件或另一组板底数据传输线路49，该板底数据传输线路49可在连接座设有相对应的传输线路的情形下，用来传输第二组信号，如此可有效提高该USB连接线的传输速度或工作效率和功能。若当连接座(70；如第8图所示)没有设置相对应的传输线路时，该USB连接器40也可以第一数据传输线路433及一第二数据传输线路435进行现有的数据传输。

在本实施例中，该连接头41内部的PCB承载板411，也可选择为一不具电路板特性的材料所制造，如此，该PCB承载板411的材料选择将更加多元化。

如图7和图1所示，本发明以一连接头51连接一电子应用模块55，其中该连接头51以一外壳层513包围一承载板511，并将该承载板511的厚度加以缩减，使得该连接头51的厚度H2小于习用连接头11的厚度H1，而在此实施例中，该连接头51的厚度H2可低于0.4公分。如承载板511的厚度约为0.3mm至1mm，而该连接夹层515的厚度约为1.5mm至2.5mm，两者层迭设置的总厚度约为1.8mm至3.5mm，若再以一外壳层513包围该承载板511及连接夹层515，则该连接头51的最佳厚度将介于0.25公分至0.4公分之间。

此外，该承载板511顶表面与外壳层513之间所形成的连接夹层515与现有连接夹层(115)的容纳空间相同，如此该连接头51将可与现有的USB连接座(70；如图8所示)相互插接，并达到数据传输的目的。同时，USB电子应用模块55的厚度若配合该连接头51的厚度H2缩减，可有效降低该USB应用装置50的厚度，使得该USB应用装置50可如同一插卡式的应用装置。

如图8所示，本发明一具有USB传输接口的USB应用装置60的连接头61的外壳层613及连接头61后端所连接的USB电子应用模块65的模块外壳层655，以一体成型的方式设置，而成为一USB外壳层600，该USB外壳层600的材料可选择塑料、塑钢或聚合物等非金属材料，如此便可将习用外壳层613及模块外壳层655必须分别制作后再进行连结的步骤省略，减化制程的步骤，并提高生产效率。

USB外壳层600可通过不同材料的选择，以达到USB应用装置60之外观变化及降低制造成本之目的，例如，若选择以塑料作为USB外壳层600的材料时，因为塑料价格较金属低，可有效降低原料对象所使用的成本。且，塑料的重量也比金属轻，故可减轻该USB应用装置60的重量。当然，选择塑料材料制作USB外壳层600时，其连接接口边缘也不像金属材料锋利，因此，可有效提升其使用上的安全性。若USB外壳层600所选择的材料改变，对该USB应用装置60的外观而言将有相当程度的影响，通过这个，不但可增加USB应用装置60的选择种类，也可美化其整体外观，而刺激消费欲望。

另外，虽然本发明在前述实施例中均以一电路板为材质所制成的PCB承载板来作为叙述对象，但在本发明不同实施例中，其承载板也可选择由其它非电路板材质所制成，例如塑料或各种聚合物等，同样可达到本发明的发明目的及功效。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种USB应用装置，包括连接有一USB电子应用模块的连接头，其中，该连接头内包括一外壳层包围的承载板，该承载板的顶表面与该外壳层之间形成有一连接夹层，该承载板的顶表面设置有多个与该USB电子应用模块电连接的第一连接端子，该连接夹层与一相对应的USB连接座相互插接，USB连接座插接于该连接夹层内时，该第一连接端子与多个设置于该USB连接座内的第二连接端子电连接，该连接头内部的承载板底表面与外壳层之间形成有一板底夹层，该承载板的底表面上设置有至少一电子组件。

2.根据权利要求1所述的USB应用装置，其特征在于，该承载板的材料是一电路板、塑料或聚合物。

3.根据权利要求1所述的USB应用装置，其特征在于，该连接头的外壳层以一非金属材料制成，该USB电子应用模块内设有一应用电路板，该承载板是一电路板所制成的PCB承载板，该应用电路板与该PCB承载板以一体成型方式形成，该电子组件是一控制电路或一板底数据传输线路，该USB电子应用模块外包围有一模块外壳层，该模块外壳层与该连接头的外壳层以一体成型方式形成。

4.根据权利要求1所述的USB应用装置，其特征在于，该板底夹层内设置有至少一与该承载板连接的支撑构造或前端保护层或该支撑构造与前端保护层的组合，该承载板的顶表面设置有另一数据传输线路。

5.根据权利要求1所述的USB应用装置，其特征在于，还包括有一保护塞，该保护塞具有一外露端，该外露端横向连接有一***端，该***端可***该连接夹层内，该保护塞的外露端的截面积大于该连接头的截面积；该USB电子应用模块是一内存、移动硬盘、Blue tooth、数码相机、MP3随身听、控制电路、GPS、录音笔、电视收视模块、无线网络卡模块、***主机或其组合，或是一USB连接线。

6.一种USB应用装置，包括连接有一USB电子应用模块的连接头，其中，该连接头内包括有以一非金属外壳层包围的一承载板，该承载板的顶表面与该外壳层之间形成有一连接夹层，承载板的顶表面设置有多个与该USB电子应用模块电连接的第一连接端子，而该连接夹层与一相对应的USB连接座相互插接，当USB连接座插接于连接夹层内时，该第一连接端子与多个设置于该USB连接座内的第二连接端子电连接。

7.根据权利要求6所述的USB应用装置，其特征在于，还包括有一包围该USB电子应用模块的模块外壳层，该模块外壳层与该连接头的外壳层以一体成型方式形成，该承载板的顶表面增加设置有至少一数据传输线路。

8.一种USB应用装置，包括内部设置有一承载板的连接头，该承载板的顶表面设置有多个第一连接端子，该第一连接端子包括一VCC电源线路、一GND电源线路、一第一数据传输线路及一第二数据传输线路，该承载板顶表面末端部分设置有至少一数据传输线路。

9.一种USB应用装置，包括连接有一USB电子应用模块的连接头，其中，该连接头内包括有以一外壳层包围的一承载板，该承载板的顶表面与该外壳层之间形成有一连接夹层，可与一标准Series A USB连接座相互插接。

10.根据权利要求9所述的USB应用装置，其特征在于，该连接头的外壳层由一非金属材料制成；该USB电子应用模块是内存、移动硬盘、Blue tooth、数码相机、MP3随身听、控制电路、GPS、录音笔、电视收视模块、无线网络卡模块、***主机或其组合；该连接头的外壳层与该电子应用模块的模块外壳层以一体成型方式形成。

11.根据权利要求9所述的USB应用装置，其特征在于，该连接头的厚度在0.25公分到0.4公分之间。

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